[发明专利]冷冻循环装置以及用于该冷冻循环装置的流体机械

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷冻循环装置以及用于该冷冻循环装置的流体机械。

背景技术

通常，冷冻循环装置的制冷剂回路形成依次连接压缩制冷剂的压缩 机、冷却制冷剂的气体冷却器、使制冷剂膨胀的膨胀阀以及加热制冷剂的 蒸发器的结构。在该制冷剂回路的冷冻循环中，在膨胀阀中制冷剂从高压 向低压膨胀，在此同时压力降低，这时放出内部能量。制冷剂回路的低压 侧(蒸发器侧)和高压侧(气体冷却器侧)之间的压力差越大，放出的内 部能量越大，所以冷冻循环的能量效率降低。

鉴于这样的问题，提出有种种在膨胀机中回收放出的制冷剂的内部能 量的技术。例如在特开2004-44569号公报中，在用于驱动压缩机的电动 机的旋转轴上连接转动式膨胀机的旋转轴而进行能量回收的技术。

图26是在用于驱动压缩机502的电动机506的旋转轴上连接膨胀机 504的轴507而进行能量回收的以往的冷冻循环装置501的结构图。

冷冻循环装置501如图26所示，具有依次连接气体冷却器503、膨胀 机504、蒸发器505以及压缩机502而成的制冷剂回路。膨胀机504是作 为旋转轴具有轴507的转动式或涡旋式的膨胀机。轴507与驱动压缩机502 的电动机506连接。轴507的旋转能量(动力)传递给电动机506的旋转 轴。因此，在膨胀机504中制冷剂从高压向低压膨胀并与此同时压力降低 时放出的内部能量的一部分被转换为轴507的旋转能量而传递给电动机 506，作为用于驱动压缩机502的动力的一部分利用。因此，根据冷冻循 环装置501能够实现高的能量效率。

另外，在特开昭57-108555号公报中公开有使用不具有固有的比容 (膨胀比)的驱动马达而从制冷剂回收能量的技术。图30是表示特开昭 57-108555号公报公开的媒介驱动马达的结构和动作原理的图。媒介驱动 马达700具有缸体701、在缸体701内旋转的转子702(活塞)、将形成在 缸体701和转子702之间的动作室分隔为吸入侧动作室706a和喷出侧动 作室706b的叶片705。在缸体701上形成吸入口703以能够使制冷剂吸入 吸入侧动作室706a，并且形成喷出口704以能够从喷出侧动作室706b喷 出制冷剂。在吸入口703以及喷出口704上不设置阀，但是转子702的形 状进行特别设计，以使得制冷剂不会从吸入口703直接向喷出口704抽吸。 具体地，转子702的外周面的一部分具有与缸体701的内周面相同的曲率 半径。

从制冷剂进行动力回收的技术公开于特开2006-266171号公报中。 在特开2006-266171号公报中，提出有连接设于压缩机的吸入侧的副压 缩机的旋转轴和转动式膨胀机的旋转轴而进行动力回收的技术。

图27是使用特开2006-266171号公报中记载的膨胀机一体型压缩机 608的动力回收型冷冻循环装置601的结构图。如图27所示，冷冻循环装 置601具有依次连接副压缩机602、主压缩机603、气体冷却器604、膨胀 机605以及蒸发器606而成的制冷剂回路。

图28是膨胀机一体型压缩机608的剖面图。如图28和图27所示， 膨胀机一体型压缩机608由具有相互共用的旋转轴607的副压缩机602和 膨胀机605构成。因此，由膨胀机605回收的能量经由旋转轴607供给副 压缩机602，作为副压缩机602的驱动力利用。因此，根据图27所示的冷 冻循环装置601，能够实现高能量效率。

图29是膨胀机605的剖面图。如图29所示，膨胀机605是一体形成 活塞611a和叶片611b的摆动型膨胀机。叶片611b上安装有套靴。套靴 612上形成有与动作室614连通的微细的制冷剂路径613。在膨胀机605 中，叶片611b做往复运动，并且套靴612进行摆动运动。通过该叶片611b 的往复运动和套靴612的摆动运动来开闭制冷剂路径613，制冷剂的吸入 时刻得以控制。